宇宙或者在原始火球，或者在原處奇點的大爆炸事件中誕生了，在宇宙誕生之后的幾億年，第一顆恒星出現在早期的太空，恒星的誕生在宇宙演化史上是一個標志性事件，極早期宇宙的黑暗狀態(tài)被光芒四射的恒星點亮，在宇宙誕生之后的幾億年，物質粒子的混沌狀態(tài)形成了極早期宇宙的黑暗時期，氫原子和氦原子是主要的物質原子成分，但光子和原子混在一起，光子不能在氣體云團中自由穿越，原子和分子難以反射可見的光線。

加拿大的研究人員計算了最早發(fā)光天體出現的情形，早期宇宙的第一批恒星彼此靠得很近，出現了十分明亮的恒星群，極早期的黑暗宇宙被第一批閃耀的恒星點亮，好似黑暗舞臺被開啟的聚光燈照亮。第一批恒星聚集成群，發(fā)出了十分驚人的光輻射，相當于1億顆恒星“集體出場”，1億顆恒星閃亮形成了“超級聚光燈”效應。加拿大西安大略大學的亞歷山大·德索薩和山塔努·巴蘇在英國皇家天文學會舉辦的雜志《月度通訊》上發(fā)布了有關早期恒星的研究成果。

兩位加拿大的科學建構了恒星亮度的物理模型，光度在恒星形成的過程中發(fā)生了明顯的變化，恒星在原恒星氣體圓盤內通過引力塌縮的方式產生。恒星在早期演化的階段伴有混亂和狂暴的特性，在原恒星氣體圓盤中心的團塊物質逐漸聚集并劇烈旋轉，氣體圓盤中心的物質在高溫、高壓作用下點燃了恒星的核聚變反應。大質量的恒星產生了超新星暴的閃亮，這比整個原恒星氣體圓盤的平均亮度高出100倍，第一批原恒星最為明亮，它們處在吸入氣體物質的逐漸成長階段。

10顆到20顆原初的恒星組成了小恒星群，它們的熱輻射爆發(fā)意味著亮度的增強，光線背景輻射持續(xù)了很長的周期，兩位加拿大科學家經過了模擬計算，一個由16顆原初恒星組成的恒星群的亮度增強了1000倍，極不尋常的亮度達到了太陽的1億倍。最早期恒星的生命周期十分短暫，從第一批死亡恒星的大爆炸中釋放了第一批重元素物質，其中包括碳和氧，它們是組成生命的基本化學物質。

從第一批恒星的發(fā)出的光線經歷了大約130億年的旅行，最古老的光線最終抵達了我們的地球，但到達地球的光線已變得十分微弱，在古老光線在太空“長途跋涉”期間，宇宙呈現了爆發(fā)式增大的體積膨脹，第一批恒星光線被不斷膨脹的空間拉伸到紅外光波段。地球觀測者很難看到最早的恒星光線，然而，先圣孔子在《論語》中有一段話，“工欲善其事，必先利其器”，“超級觀測者”——下一代的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST）將替代目前運行的哈勃望遠鏡。

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡有更強大的觀測功能，它可能從太空勘測中發(fā)現“第一縷曙光”?；祀s在第一批恒星中的單個恒星顯得光線微弱，下一代的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡也難以尋找最早的單個恒星發(fā)出的光線，兩位加拿大科學家的研究方式如同撥開云霧見太陽，早期原恒星的聚集產生了群星閃耀的“劇場效應”，最早恒星發(fā)出的光線十分明亮。第一批原初恒星匯聚成早期宇宙的“燈塔”，科學家把它們看成指路的明燈，第一批閃耀的恒星為科學家的天文探索指明了坐標和方位。

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡有一項關鍵的科學目標，如何發(fā)現宇宙最早的第一批恒星？科學家對下一代的太空望遠鏡寄予了很大的期望，先進的太空望遠鏡是追蹤宇宙演化痕跡最重要的天文工具之一，巡天項目按預期的目標順利發(fā)展，在未來的幾年時間，天文學家有可能觀測到宇宙中最古老、最燦爛的光線。第一縷光芒是宇宙的“希望之火”，它們的出現結束了極早期宇宙的黑暗時期，光明得以永駐太空。第一批閃耀的恒星照亮了周圍的物質和空間，在第一批恒星之后出現了太陽，人類得以生活在陽光燦爛的日子。

（編譯：2015-4-24）